CN112130010A - 一种大电流工况下的静止变频器sfc性能检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大电流工况下的静止变频器SFC性能检测系统，包括：SFC装置及其控制系统，隔离变压器，配电柜进线断路器QF1，隔离变压器进线断路器QF2、QF3，电压互感器PT，电流互感器CT1、CT2；隔离变压器进线断路器QF2、QF3具有软起装置；SFC装置包括整流器NB、电抗器Ld和逆变器MB。通过上述检测系统解决了静止变频器工程现场投运前，SFC出厂只能进行小容量同步电机小电流性能验证，无法进行大电流运行性能验证的缺陷；只需利用现有常规检测系统的隔离变压器、配电系统和对应控制策略，不需要配置大容量的同步电机、励磁系统即可验证SFC大电流工况下的运行、控制与保护特性。
Description
技术领域
本发明涉及电力设备技术领域，特别涉及一种大电流工况下的静止变频器SFC性能检测系统。
背景技术
目前在抽水蓄能电站、调相机站、燃气电站等场合的大型同步电机主要采用静止变频器启动，静止变频器常见的有12-6脉波，6-6脉波等拓扑结构。以12-6脉波为例进行说明，静止变频器本体主要包括整流器(NB)、平波电抗器(Ld)、逆变器(MB)及控制保护系统。由于SFC厂内不具备大容量同步电机测试条件，一般只能通过小容量同步电机进行小电流性能验证，现场大电流运行调试存在很大的风险性，SFC存在无法按期完成调试的可能性。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种大电流工况下的静止变频器SFC性能检测系统，通过上述检测系统解决了静止变频器工程现场投运前，SFC出厂只能进行小容量同步电机小电流性能验证，无法进行大电流运行性能验证的缺陷；只需利用现有常规检测系统的隔离变压器、配电系统和对应控制策略，不需要配置大容量的同步电机、励磁系统即可验证SFC大电流工况下的运行、控制与保护特性。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种大电流工况下的静止变频器SFC性能检测系统，包括：SFC装置及其控制系统，隔离变压器，配电柜进线断路器QF1，隔离变压器进线断路器QF2、QF3，电压互感器PT，电流互感器CT1、CT2；所述隔离变压器进线断路器QF2、QF3具有软起装置；所述SFC装置包括整流器NB、电抗器Ld和逆变器MB；
进行大电流工况下SFC性能检测的具体步骤如下：
1)闭合所述配电柜进线断路器QF1；
2)分别闭合所述隔离变压器进线断路器QF2、QF3，所述软起装置自动投入并延时切除；
3)所述SFC控制系统通过电压互感器PT采集电网侧电压，进行触发角度同步控制与电压监控；
4)所述SFC性能检测系统环流运行时，所述逆变器MB给定恒定的逆变超前角，所述电流互感器CT1、CT2采集的电流经过控制系统调节，产生相应的脉冲触发信号给整流器NB，整流器NB电流根据调节指令改变，所述性能检测系统的换流电流随之改变；
5)所述SFC控制系统故障保护开出接入断路器QF1、QF2、QF3，出现故障时进行脉冲封锁与断路器故障跳闸。
进一步地，所述隔离变压器的软起装置，包括软起电阻、软起开关、延时继电器。
进一步地，所述步骤2)中，闭合断路器QF2或QF3隔离变压器进线断路器时，通过延时继电器，将软起开关闭合，投入软起电阻，抑制隔离变压器投入对电网的冲击电流，延时一定时间后断路器QF2或QF3闭合，软起开关切除。
进一步地，所述步骤4)中，根据变压器、连接电缆、SFC容量设定不同的运行电流。
进一步地，所述步骤5)中，系统故障时，所述SFC控制系统首先进行整流器、逆变器脉冲信号封锁，同时发出断路器故障跳闸指令，断路器QF1、QF2、QF3保护跳闸，避免SFC装置与检测系统故障损坏。
进一步地，所述SFC装置为12-6脉波拓扑结构、6-6脉波拓扑结构或12-12脉波拓扑结构。
进一步地，所述SFC控制系统包括晶闸管阀控柜和控制保护柜。
进一步地，所述的隔离变压器为双绕组或3绕组型式。
本发明实施例的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
通过上述检测系统解决了静止变频器工程现场投运前，SFC出厂只能进行小容量同步电机小电流性能验证，无法进行大电流运行性能验证的缺陷；只需利用现有常规检测系统的隔离变压器、配电系统和对应控制策略，不需要配置大容量的同步电机、励磁系统即可验证SFC大电流工况下的运行、控制与保护特性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的大电流工况下的静止变频器SFC性能检测系统原理示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
图1是本发明实施例提供的大电流工况下的静止变频器SFC性能检测系统原理示意图。
请参照图1，本发明实施例提供一种大电流工况下的静止变频器SFC性能检测系统，包括：SFC装置及其控制系统，隔离变压器，配电柜进线断路器QF1，隔离变压器进线断路器QF2、QF3，电压互感器PT，电流互感器CT1、CT2；隔离变压器进线断路器QF2、QF3具有软起装置；SFC装置包括整流器NB、电抗器Ld和逆变器MB。
如图1所示，具体的，SFC装置12-6脉波架构，隔离变压器TR1为三绕组变压器，TR2为双绕组。
进行大电流工况下SFC性能检测的具体步骤如下：
1)闭合配电柜进线断路器QF1。
该开关为SFC大电流环流运行检测系统提供损耗电源支撑，该断路器具备过流、短路保护，同时接入控制系统故障跳闸信号，保证SFC性能检测系统故障时保护跳闸。
2)分别闭合隔离变压器进线断路器QF2、QF3，软起装置自动投入并延时切除。
闭合QF2或QF3隔离变压器进线断路器时，通过延时继电器，首先将软起开关KM1或KM2闭合，投入软起电阻，抑制变压器投入对电网的冲击电流，延时一定时间后QF2或QF3闭合，KM1或KM2切除。该断路器具备过流、短路保护，同时接入控制系统故障跳闸信号，保证SFC性能检测系统故障时保护跳闸。
3)SFC控制系统通过电压互感器PT采集电网侧电压，进行触发角度同步控制与电压监控。
4)SFC性能检测系统环流运行时，逆变器MB给定恒定的逆变超前角，电流互感器CT1、CT2采集的电流经过控制系统调节，产生相应的脉冲触发信号给整流器NB，整流器NB电流根据调节指令改变，检测系统的换流电流随之改变。
在实际应用中，可以根据检测系统变压器、连接电缆、SFC容量设定不同的运行电流。
5)SFC控制系统故障保护开出接入断路器QF1、QF2、QF3，出现故障时进行脉冲封锁与断路器故障跳闸。
当系统故障时，控制系统首先进行整流器NB、逆变器MB脉冲信号封锁，同时控制系统发出断路器故障跳闸指令，断路器QF1、QF2、QF3保护跳闸，避免SFC装置与检测系统故障损坏。
上述技术方案通过上述检测系统解决了静止变频器工程现场投运前，SFC出厂只能进行小容量同步电机小电流性能验证，无法进行大电流运行性能验证的缺陷；只需利用现有常规检测系统的隔离变压器、配电系统和对应控制策略，不需要配置大容量的同步电机、励磁系统即可验证SFC大电流工况下的运行、控制与保护特性。
具体的，SFC装置包括整流器NB、电抗器Ld、逆变器MB。整流器NB由以晶闸管为核心的整流装置和附属冷却设备及其他附件组成。电抗器Ld由平波电抗器和附属冷却设备及其他附件组成。逆变器MB由以晶闸管为核心的逆变装置和附属冷却设备及其他附件组成。冷却设备可以为强制风冷散热冷却，也可以为强制水冷散热冷却。通常整流、逆变装置为保证晶闸管的可靠触发，通常采用从晶闸管的RC阻尼和静态均压回路自取电方式给触发回路供电。为保证逆变装置在低频阶段可靠触发，逆变装置同时采用CT自取能方式给触发回路供电。
进一步地，隔离变压器TR1、TR2为隔离变压器，通常为变比1:1的干式变压器，电压根据检测系统条件可以为AC380V或AC690V等各种电压等级。变压器除了具备SFC装置输出电压隔离作用外，还可以对SFC装置运行产生的谐波进行抑制。
具体的，隔离变压器的软起装置，包括软起电阻、软起开关、延时继电器。
进一步地，在步骤2)中，闭合断路器QF2或QF3隔离变压器进线断路器时，通过延时继电器，将软起开关闭合，投入软起电阻，抑制隔离变压器投入对电网的冲击电流，延时一定时间后断路器QF2或QF3闭合，软起开关切除。
进一步地，在步骤4)中，根据变压器、连接电缆、SFC容量设定不同的运行电流。
进一步地，在步骤5)中，系统故障时，SFC控制系统首先进行整流器、逆变器脉冲信号封锁，同时发出断路器故障跳闸指令，断路器QF1、QF2、QF3保护跳闸，避免SFC装置与检测验系统故障损坏。
具体的，断路器QF1、QF2、QF3，其中QF1主要作用是提供电网电源，用于SFC环流运行时的损耗支撑，额定电流一般为630A以下规格。QF2、QF3主要作用是检测系统变压器投退，用于SFC环流运行时主回路开关，额定电流一般为2500A及以上规格。同时QF2、QF3配置有变压器软起装置，由软起限流电阻(R1、R2)、软起开关(KM1、KM2)、延时继电器、控制继电器等元件组成，通过延时继电器、控制继电器控制软起电阻的投退实现变压器的软启动。断路器QF1、QF2、QF3可以对整个检测系统与SFC装置提供短路、过流、故障跳闸等保护功能。
SFC装置控制系统一般包括晶闸管阀控柜(触发柜)和控制保护柜。阀控柜接收控制柜脉冲触发信号实现对整流器、逆变器各个晶闸管触发控制，并监测各个晶闸管状态，同时根据控制系统启动指令完成整流器、逆变器、电抗器、冷却系统相关附属设备启动控制，并监测相关状态。控制保护柜实现对阀控柜的控制，SFC系统断路器交互控制，SFC系统变压器(如有)监测保护，SFC监控系统交互，SFC励磁系统交互以及SFC同期装置等系统交互。
具体的，电压互感器(PT)根据检测系统电源电压一般配置380:100V或690：100V等电压等级，二次接线与控制系统使用屏蔽电缆通过二次保护开关接入控制系统。电流互感器(CT1、CT2、CT3)一般配置2500：5A、1A或更高电流等级的电流互感器，精度0.5以上，二次接线与控制系统使用屏蔽双绞电缆接入控制系统。PT、CT1、CT2、CT3可以为控制系统提供控制电压、电流信号，同时在系统故障时，提供故障电压、电流信号，实现过压、欠压、过流等保护。
可选的，SFC装置为12-6脉波拓扑结构、6-6脉波拓扑结构或12-12脉波拓扑结构。
可选的，SFC控制系统包括晶闸管阀控柜和控制保护柜。
可选的，隔离变压器为双绕组或3绕组型式。若检测系统只具备双绕组变压器，可以按6-6拓扑结构分多次进行SFC大电流工况运行试验。
本发明实施例旨在保护一种大电流工况下的静止变频器SFC性能检测系统，包括：SFC装置及其控制系统，隔离变压器，配电柜进线断路器QF1，隔离变压器进线断路器QF2、QF3，电压互感器PT，电流互感器CT1、CT2；隔离变压器进线断路器QF2、QF3具有软起装置；SFC装置包括整流器NB、电抗器Ld和逆变器MB；进行大电流工况下SFC性能检测的具体步骤如下：1)闭合配电柜进线断路器QF1；2)分别闭合隔离变压器进线断路器QF2、QF3，软起装置自动投入并延时切除；3)SFC控制系统通过电压互感器PT采集电网侧电压，进行触发角度同步控制与电压监控；4)性能检测系统环流运行时，逆变器MB给定恒定的逆变超前角，电流互感器CT1、CT2采集的电流经过控制系统调节，产生相应的脉冲触发信号给整流器NB，整流器NB电流根据调节指令改变，性能检测系统的换流电流随之改变；5)SFC控制系统故障保护开出接入断路器QF1、QF2、QF3，出现故障时进行脉冲封锁与断路器故障跳闸。上述技术方案具备如下效果：
通过上述检测系统解决了静止变频器工程现场投运前，SFC出厂只能进行小容量同步电机小电流性能验证，无法进行大电流运行性能验证的缺陷；只需利用现有常规检测系统的隔离变压器、配电系统和对应控制策略，不需要配置大容量的同步电机、励磁系统即可验证SFC大电流工况下的运行、控制与保护特性。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (8)
1.一种大电流工况下的静止变频器SFC性能检测系统，其特征在于，包括：SFC装置及其控制系统，隔离变压器，配电柜进线断路器QF1，隔离变压器进线断路器QF2、QF3，电压互感器PT，电流互感器CT1、CT2；所述隔离变压器进线断路器QF2、QF3具有软起装置；所述SFC装置包括整流器NB、电抗器Ld和逆变器MB；
进行大电流工况下SFC性能检测的具体步骤如下：
1)闭合所述配电柜进线断路器QF1；
2)分别闭合所述隔离变压器进线断路器QF2、QF3，所述软起装置自动投入并延时切除；
3)所述SFC控制系统通过电压互感器PT采集电网侧电压，进行触发角度同步控制与电压监控；
4)所述SFC性能检测系统环流运行时，所述逆变器MB给定恒定的逆变超前角，所述电流互感器CT1、CT2采集的电流经过控制系统调节，产生相应的脉冲触发信号给整流器NB，整流器NB电流根据调节指令改变，所述性能检测系统的换流电流随之改变；
5)所述SFC控制系统故障保护开出接入断路器QF1、QF2、QF3，出现故障时进行脉冲封锁与断路器故障跳闸。
2.根据权利要求1所述的大电流工况下的静止变频器SFC性能检测系统，其特征在于，
所述隔离变压器的软起装置，包括软起电阻、软起开关、延时继电器。
3.根据权利要求2所述的大电流工况下的静止变频器SFC性能检测系统，其特征在于，
所述步骤2)中，闭合断路器QF2或QF3隔离变压器进线断路器时，通过延时继电器，将软起开关闭合，投入软起电阻，抑制隔离变压器投入对电网的冲击电流，延时一定时间后断路器QF2或QF3闭合，软起开关切除。
4.根据权利要求1所述的大电流工况下的静止变频器SFC性能检测系统，其特征在于，
所述步骤4)中，根据变压器、连接电缆、SFC容量设定不同的运行电流。
5.根据权利要求1所述的大电流工况下的静止变频器SFC性能检测系统，其特征在于，
所述步骤5)中，系统故障时，所述SFC控制系统首先进行整流器、逆变器脉冲信号封锁，同时发出断路器故障跳闸指令，断路器QF1、QF2、QF3保护跳闸，避免SFC装置与检测系统故障损坏。
6.根据权利要求1所述的大电流工况下的静止变频器SFC性能检测系统，其特征在于，
所述SFC装置为12-6脉波拓扑结构、6-6脉波拓扑结构或12-12脉波拓扑结构。
7.根据权利要求1所述的大电流工况下的静止变频器SFC性能检测系统，其特征在于，
所述SFC控制系统包括晶闸管阀控柜和控制保护柜。
8.根据权利要求1所述的大电流工况下的静止变频器SFC性能检测系统，其特征在于，
所述隔离变压器为双绕组或3绕组型式。
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| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant |